EP2041479A1 - Hintergrundbeleuchtung mittels nichtelektrischer energiequellen - Google Patents

Hintergrundbeleuchtung mittels nichtelektrischer energiequellen

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EP2041479A1
EP2041479A1 EP07726064A EP07726064A EP2041479A1 EP 2041479 A1 EP2041479 A1 EP 2041479A1 EP 07726064 A EP07726064 A EP 07726064A EP 07726064 A EP07726064 A EP 07726064A EP 2041479 A1 EP2041479 A1 EP 2041479A1
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EP
European Patent Office
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lighting unit
field device
unit according
lighting
light
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EP07726064A
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English (en)
French (fr)
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EP2041479B1 (de
Inventor
Holger Staiger
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Vega Grieshaber KG
Original Assignee
Vega Grieshaber KG
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Publication date
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Application granted granted Critical
Publication of EP2041479B1 publication Critical patent/EP2041479B1/de
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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21K—NON-ELECTRIC LIGHT SOURCES USING LUMINESCENCE; LIGHT SOURCES USING ELECTROCHEMILUMINESCENCE; LIGHT SOURCES USING CHARGES OF COMBUSTIBLE MATERIAL; LIGHT SOURCES USING SEMICONDUCTOR DEVICES AS LIGHT-GENERATING ELEMENTS; LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21K2/00—Non-electric light sources using luminescence; Light sources using electrochemiluminescence
    • F21K2/06—Non-electric light sources using luminescence; Light sources using electrochemiluminescence using chemiluminescence

Definitions

  • the present invention relates to lighting for field device displays.
  • the present invention relates to a lighting unit for a field device display module, a level gauge or pressure gauge with such a lighting unit, the use of such lighting unit for a level gauge or pressure gauge and a method for illuminating a field device display module.
  • Known field device display modules for level measurement have lighting units which have to be supplied with power, that is to say require additional energy sources. These are, for example, light-emitting diodes, cold cathode lamps (CoId Cathode Fluorescent Lamp, CCFL) or electroluminescent films.
  • a lighting unit for a field device display module comprising a lighting element for generating luminescent light, wherein the luminescent light is designed to illuminate the field device display module.
  • the lighting unit comprises a luminescent material.
  • the luminescent material is excited by a light source, such as sunlight, and lights up after the light source goes out for a long time.
  • a light source such as sunlight
  • the luminescent substance does not or rarely needs to be replaced.
  • the illumination unit is provided for providing a backlight for the field device display module.
  • the lighting unit can be mounted directly behind the field device display module.
  • lighting unit and field device display module can be configured as a total module, which can then be installed as a contiguous component in the field device.
  • the illumination element has a chemiluminescent element for carrying out a chemiluminescent process for generating the luminescence light.
  • the luminescent light-generating chemical reaction can be so long lasting that replacement of the backlight during use of the field device is not or only rarely necessary.
  • the chemiluminescent element comprises an oxidizing agent and a dye which are miscible when needed to produce the luminescent light.
  • the oxidizing agent is, for example, hypochlorite, which oxidizes with the dye, so that luminescent light is formed.
  • the lighting unit further comprises a first storage chamber, a second storage chamber and a mixing chamber, wherein the oxidizing agent in the first storage chamber and the dye are arranged in the second storage chamber and stepwise introduced into the mixing chamber, where necessary then react with each other to generate the luminescent light.
  • the light-generating chemical reaction can be started as needed, depending on whether lighting is needed for the display or not.
  • the lighting unit further comprises a control unit for controlling a mixing rate between oxidizing agent and dye.
  • the light can optionally be switched on or off.
  • the intensity of the luminescent light can be controlled.
  • an individual adjustment of the illuminance to the respective user is possible. Turning off the chemical reaction can reduce the amount of chemicals used, ultimately saving energy.
  • the setting of the mixing rate can be done for example by controlling one or more corresponding pumps or valves.
  • Small scale micromechanical pumps or valves can be used here, which are arranged for example on a corresponding chip.
  • Illuminating element is a radioactive material, which is designed to generate an ionizing radiation.
  • the ionizing radiation strikes a, for example, the vitreous of the
  • the radioactive material can be introduced into a glass body, which is then pushed behind the field device display module.
  • a shield for absorbing radioactive radiation is provided, which is not emitted in the direction of the phosphor layer.
  • this shield is attached directly to the lighting element, so that the lighting element can be installed together with the shield as a modular component in the field device.
  • the lighting unit further comprises a shield for shielding luminescent light, which is not emitted in the direction of the display.
  • the shield can be designed as a reflector, which reflects back the light in the direction of the display.
  • the efficiency of the lighting unit can be increased.
  • the lighting unit further comprises an adhesive surface for fastening the lighting element to the field device display module.
  • the lighting unit is adapted to the shape of the field device display module.
  • the shape adaptation improves the contact between the illumination unit and the display, so that the luminescent light can be transmitted largely without interference, without undesired scattering or reflection occurring in the area between the two units.
  • the illumination unit furthermore comprises a field device housing, wherein the field device housing has a cavity into which the illumination element can be integrated. Since many components can often be placed in a field device housing interior or cavity, there may be a shortage of space in the field device housing, by providing an extra cavity in which the illumination unit can be integrated, such space problems are avoided.
  • the available space can be optimally utilized. Furthermore, this is no Extraverschraubung or otherwise securing the lighting element in the housing required because it is held by the walls of the cavity.
  • the field device housing is made of an absorbing material so that the radioactive radiation can not escape to the outside.
  • the illumination unit is set up for operation with a field device selected from the group comprising a fill level radar, a TDR level meter, an ultrasonic level meter, a capacitive field device, a pressure gauge and a limit level field device.
  • a field device selected from the group comprising a fill level radar, a TDR level meter, an ultrasonic level meter, a capacitive field device, a pressure gauge and a limit level field device.
  • a fill level measuring device is specified for a lighting unit described above. This is, for example, a level radar.
  • a method for illuminating a field device display module is specified, wherein Luminescence light is generated by a lighting element and the field device display module is illuminated with the luminescent light.
  • the method of providing a backlight for the field device display module applies.
  • the luminescent light is generated here by a chemiluminescent process or by the reaction of an ionizing radiation with a phosphorescent layer.
  • a chemiluminescent process or by the reaction of an ionizing radiation with a phosphorescent layer.
  • both methods so that both chemiluminescent light and phosphorescent light can be generated. If, for example, the brightness of the phosphorescent light is insufficient, the chemiluminescent process can be switched on.
  • the luminescent light can be generated in other ways, such as by the action of heat (thermoluminescence).
  • the luminescence light can also be generated by the action of ultrasound waves on a corresponding liquid (sonoluminescence).
  • FIG. 1 shows a schematic representation of a lighting unit according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 shows a schematic illustration of a lighting unit according to a further exemplary embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 shows a schematic representation of a lighting unit according to a further exemplary embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a schematic diagram of a controller for mixing the chemical substances for producing luminescent light according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 shows a schematic representation of a level radar according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 shows a flowchart of a method according to an embodiment of the present invention.
  • the lighting unit comprises a housing 101 in which the chemiluminescent process takes place.
  • a reflector 105 is mounted, which luminescence, which is not emitted in the direction of the display 102, reflected towards the display.
  • the reflector 105 may also be designed as an absorber, so that stray light is absorbed.
  • a heating element for example in the form of a heating foil to protect the display 102 and the lighting element 101 from icing or even to bring operating temperature.
  • the lighting element 101 is attached to the back of the display 102 as a backlight.
  • the lighting element 101 may be glued to the display.
  • an adhesive layer may be provided on the lighting element 101.
  • fasteners possible such as glands, jamming or clip-like attachment.
  • FIG. 2 shows a schematic illustration of a lighting unit according to a further exemplary embodiment of the present invention.
  • the lighting element 101 is designed here as a glass body, in which a radioactive material, such. Tritium (e.g., in the form of glass capsules).
  • Radioactive processes have been used to illuminate wristwatches or alarm clocks.
  • the radioactive material is attached here together with a corresponding phosphorescent on the numbers and hands.
  • Tritium is a weak radioactive bulbs, which can be used among other things also for digits and hands. Tritium is an isotope of hydrogen, so a volatile gas. It is weakly radioactive with a half life of 12.3 years. Luminous color, which is excited by tritium, does not require "charging" by external light. The volatile gas is bound as tritiated plastic (polymer) and stimulates with its electron radiation a passive light source (eg zinc sulphide) for the emission of visible light.
  • the tritium (or other suitable radioactive material) may be firmly embedded in a borosite glass capsule or the like. Within about 12 years The number of tritium atoms is reduced by natural decay by about 75%. However, the human eye still perceives this value as half as bright as the full power.
  • the tiny high pressure hermetically sealed tiny filaments are resistant to water, oil and most corrosive materials. Even extreme temperatures (- 170 ° Celsius to + 400 ° Celsius) and temperature shocks are no problem for the tritium gas light source lighting system.
  • the radioactive material emits radioactive radiation (e.g., in the form of beta particles). This radiation strikes a phosphorescent layer 106 applied to the glass body 101 and stimulates it to glow.
  • the imitated luminescent light is a kind of cold light radiation. With the material tritium this layer shines for at least ten years, without the need for a further energy supply.
  • a shield 105 is provided, which surrounds the glass body 101 on all sides, except on the display 102 side facing. This shield 105 may be attached directly to the glass body 101, so that no total or only a very small amount of radioactivity emerges from the overall module display illumination unit 102, 101.
  • the illumination element 101 is a chemiluminescent element (as in FIG. 1).
  • the lighting element 101 has two storage chambers 107, 108, which can deliver oxidizing agent or dye to a mixing chamber 109.
  • the mixing chamber between the two storage chambers 107, 108 is arranged. But other arrangements are possible.
  • separations 110, 1 11 are present, which can be opened if necessary.
  • controllable openings or pumps are incorporated in the partitions 110, 111 which can control the rate of discharge of the respective chemicals from the storage chambers into the mixing chamber.
  • the light intensity and the duration of the luminescence light generation can be controlled.
  • Luminescent light is generated by this chemical process and the display 102 is lit.
  • the lifetime of the lighting unit can be extended so much that no replacement is necessary.
  • Fig. 4 shows a schematic representation of a control for adjusting the mixing rate between oxidizing agent and dye.
  • pumps 112, 116, 119 and valves or flaps 113, 117, 1 18 are installed, which can be controlled or regulated by an electronic control unit 114.
  • the pumps and flaps / valves 112, 116, 119, 113, 117, 118 are, for example, micromechanical pumps and flaps / valves which can be integrated on a chip.
  • a light sensor (not shown in FIG. 4) or further sensors, such as a timer, may be connected to the control unit 114.
  • the mixing rate can be adjusted depending on the time of day or depending on the external light ratio.
  • a computer 115 is connected to the control unit 114, which controls a corresponding mixing program. That on the Computer 115 running control program can be programmed by the user as required.
  • FIG. 5 shows a schematic representation of a fill level radar according to an embodiment of the present invention.
  • the fill level radar 500 here has a housing 501 and an antenna 502.
  • the housing 501 serves to receive the transmitting / receiving electronics and the display 102 with the lighting unit. For this purpose, a corresponding cavity is provided in the housing 501.
  • the antenna 502 is used to transmit a transmission signal 504, which is reflected at the level surface 503 and is received as a reception signal 505 from the antenna.
  • a first step luminescence light is generated by a lighting element.
  • a chemiluminescent reaction takes place within the illumination unit.
  • ionizing radiation can be generated in the illumination unit, which excites a phosphorescent layer, so that it then emits luminescent light in the form of phosphorescent light.
  • the field device display module is illuminated with the luminescent light, for example from behind as a backlight.

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Abstract

Feldgerätedisplaymodule werden heutzutage über Leuchtdioden, Elektrolumineszenzfolien oder Kaltkathoden-Lampen beleuchtet. Hierfür ist eine separate Energieversorgung erforderlich. Gemäß einem Ausfuhrungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird eine Beleuchtungseinheit für ein Feldgerätedisplaymodul bereitgestellt, welche Lumineszenzlicht als Hintergrundbeleuchtung für das Display erzeugt. Das Beleuchtungselement weist hierbei ein Chemolumineszenzelement oder ein radioaktives Element auf, welches ionisierende Strahlung zur Anregung einer Phosphoreszenzschicht erzeugt.

Description

Hintergrundbeleuchtung mittels nichtelektrischer Energiequellen
Die vorliegende Erfindung betrifft Beleuchtungen für Feldgerätedisplays.
Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung eine Beleuchtungseinheit für ein Feldgerätedisplaymodul, ein Füllstandmessgerät oder Druckmessgerät mit einer solchen Beleuchtungseinheit, die Verwendung einer derartigen Beleuchtungseinheit für ein Füllstandmessgerät oder Druckmessgerät und ein Verfahren zum Beleuchten eines Feldgerätedisplaymoduls.
Bekannte Feldgerätedisplaymodule für die Füllstandmessung weisen Beleuchtungseinheiten auf, welche mit Strom versorgt werden müssen, also zusätzliche Energiequellen benötigen. Hierbei handelt es sich beispielsweise um Leuchtdioden, Kaltkathoden-Lampen (CoId Cathode Fluorescent Lamp, CCFL) oder elektrolumineszente Folien.
Allerdings ist es unter Umständen für Feldgeräte wichtig, eine möglichst geringe Menge an Energie zu verbrauchen, da der zur Verfügung stehende Energievorrat begrenzt ist.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte Beleuchtung für Feldgerätedisplaymodule bereitzustellen.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist eine Beleuchtungseinheit für ein Feldgerätdisplaymodul angegeben, die Beleuchtungseinheit umfassend ein Beleuchtungselement zum Erzeugen von Lumineszenzlicht, wobei das Lumineszenzlicht zur Beleuchtung des Feldgerätedisplaymoduls ausgeführt ist.
Solches Lumineszenzlicht kann ohne die Verwendung einer elektrischen Energiequelle erzeugt werden. Akkumulatoren oder eine externe Energieversorgung mit Strom ist somit nicht länger erforderlich. Gemäß einem weiteren Ausfuhrungsbeispiel der vorliegenden Erfindung umfasst die Beleuchtungseinheit ein nachleuchtendes Material.
Das nachleuchtende Material wird über eine Lichtquelle, beispielsweise Sonneneinstrahlung, angeregt und leuchtet nach dem Erlöschen der Lichtquelle längere Zeit nach.
Es ist somit eine Hintergrundbeleuchtung möglich , wobei die nachleuchtende Substanz nicht oder nur selten ausgetauscht werden muss.
Gemäß einem weiteren Ausfiihrungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist die Beleuchtungseinheit zur Bereitstellung einer Hintergrundbeleuchtung für das Feldgerätedisplaymodul ausgeführt.
Somit kann die Beleuchtungseinheit direkt hinter dem Feldgerätedisplaymodul angebracht werden. Beispielsweise können Beleuchtungseinheit und Feldgerätedisplaymodul als Gesamtmodul konfiguriert werden, welches dann als zusammenhängendes Bauteil in das Feldgerät eingebaut werden kann.
Gemäß einem weiteren Ausfuhrungsbeispiel der vorliegenden Erfindung weist das Beleuchtungselement ein Chemolumineszenzelement zum Ausfuhren eines chemolumineszenten Prozesses zum Erzeugen des Lumineszenzlichts auf.
Durch geeignete Wahl der chemischen Substanzen kann die Lumineszenzlicht erzeugende chemische Reaktion derart lange anhaltend sein, dass ein Austauschen der Hintergrundbeleuchtung während dem Einsatz des Feldgerätes nicht oder nur selten notwendig ist. Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung weist das Chemolumineszenzelement ein Oxidationsmittel und einen Farbstoff auf, welche bei Bedarf zum Erzeugen des Lumineszenzlichts mischbar sind.
Bei dem Oxidationsmittel handelt es sich beispielsweise um Hypochlorit, welches mit dem Farbstoff oxidiert, so dass Lumineszenzlicht entsteht.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung umfasst die Beleuchtungseinheit weiterhin eine erste Vorratskammer, eine zweite Vorratskammer und eine Mischkammer, wobei das Oxidationsmittel in der ersten Vorratskammer und der Farbstoff in der zweiten Vorratskammer angeordnet sind und bei Bedarf schrittweise in die Mischkammer einleitbar sind, wo sie dann miteinander zum Erzeugen des Lumineszenzlichts reagieren.
Somit kann die lichterzeugende chemische Reaktion bedarfsweise gestartet werden, je nachdem, ob eine Beleuchtung für das Display benötigt wird oder nicht.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung umfasst die Beleuchtungseinheit weiterhin eine Steuereinheit zum Steuern einer Mischrate zwischen Oxidationsmittel und Farbstoff.
Beispielsweise kann das Licht wahlweise an- oder ausgeschaltet werden. Weiterhin kann durch Vergrößerung oder Verkleinerung der Mischrate die Intensität des Lumineszenzlichtes gesteuert werden. Hierdurch ist eine individuelle Anpassung der Beleuchtungsstärke an den jeweiligen Benutzer möglich. Durch das Ausschalten der chemischen Reaktion kann die Menge an verbrauchten Chemikalien verkleinert werden, wodurch letztendlich Energie gespart wird.
Die Einstellung der Mischrate kann beispielsweise durch Ansteuerung einer oder mehrerer entsprechender Pumpen oder Ventile erfolgen. In einem entsprechend kleinen Maßstab sind hier mikromechanische Pumpen oder Ventile einsetzbar, welche beispielsweise auf einem entsprechenden Chip angeordnet sind. Natürlich ist es aber auch möglich, die Reaktion einmal in Gang zu setzen, um sie dann ohne weiteres Eingreifen ablaufen zu lassen, bis die beiden Chemikalien verbraucht sind. Nachfolgend kann das Beleuchtungselement dann ausgetauscht werden.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung umfasst das
Beleuchtungselement ein radioaktives Material, welches zum Erzeugen einer ionisierenden Strahlung ausgeführt ist.
Hierbei handelt es sich beispielsweise um einen Beta- Strahler, beispielsweise um
Tritium.
Die ionisierende Strahlung trifft auf eine, beispielsweise auf den Glaskörper der
Anzeige aufgebrachte Schicht, und regt diese zum Leuchten an.
Das radioaktive Material kann in einen Glaskörper eingebracht sein, welcher dann hinter das Feldgerätedisplaymodul geschoben wird.
Hierdurch können Leuchtdauern von über zehn Jahren ohne zusätzliche Zuführung von Energie erreicht werden (je nach verwendeter Menge und Halbwertzeit des radioaktiven Materials).
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist eine Abschirmung zum Absorbieren radioaktiver Strahlung vorgesehen, welche nicht in Richtung der Phosphoreszenzschicht abgestrahlt wird.
Beispielsweise ist diese Abschirmung direkt am Beleuchtungselement angebracht, so dass das Beleuchtungselement zusammen mit der Abschirmung als modulares Bauteil in das Feldgerät eingebaut werden kann. Gemäß einem weiteren Ausfuhrungsbeispiel der vorliegenden Erfindung umfasst die Beleuchtungseinheit weiterhin eine Abschirmung zum Abschirmen von Lumineszenzlicht, welches nicht in Richtung Display abgestrahlt wird.
Somit kann störendes Streulicht verhindert werden. Weiterhin kann die Abschirmung als Reflektor ausgeführt sein, welcher das Licht in Richtung Display zurückreflektiert. Somit kann der Wirkungsgrad der Beleuchtungseinheit gesteigert werden.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung umfasst die Beleuchtungseinheit weiterhin eine Klebefläche zum Befestigen des Beleuchtungselements an dem Feldgerätedisplaymodul.
Somit wird eine einfache und sichere Befestigung des Beleuchtungselements am Display ermöglicht.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist die Beleuchtungseinheit an die Form des Feldgerätedisplaymoduls angepasst.
Hierdurch kann die Befestigung der Beleuchtungseinheit erleichtert werden.
Weiterhin wird durch die Formanpassung der Kontakt zwischen Beleuchtungseinheit und Display verbessert, so dass das Lumineszenzlicht weitgehend störungsfrei übertragen werden kann, ohne dass es zu ungewollten Streuungen oder Reflexionen im Bereich zwischen den beiden Einheiten kommt.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung umfasst die Beleuchtungseinheit weiterhin ein Feldgerätegehäuse, wobei das Feldgerätegehäuse einen Hohlraum aufweist, in welchen das Beleuchtungselement integrierbar ist. Da oftmals mehrere Bauteile in einem Feldgerätegehäuseinneren oder Hohlraum angeordnet werden können, kann es zu einer Platzknappheit in dem Feldgerätegehäuse kommen, durch die Bereitstellung eines Extrahohlraums, in welchen die Beleuchtungseinheit integriert werden kann, werden derartige Platzprobleme vermieden.
Ist die bauliche Form des Beleuchtungselements an den freien Platz angepasst, kann der zur Verfügung stehende Platz optimal ausgenutzt werden. Weiterhin ist hierdurch keine Extraverschraubung oder anderweitige Befestigung des Beleuchtungselements im Gehäuse erforderlich, da es durch die Wände des Hohlraums gehalten wird.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist das Feldgerätegehäuse aus einem absorbierenden Material hergestellt, so dass die radioaktive Strahlung nicht nach außen treten kann.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist die Beleuchtungseinheit eingerichtet zum Betrieb mit einem Feldgerät ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus einem Füllstandradar, einem TDR-Füllstandmesser, einem Ultraschall-Füllstandmesser, einem Kapazitiv-Feldgerät, einem Druckmessgerät und einem Grenzstand-Feldgerät.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist ein Füllstandmessgerät zu einer oben beschriebenen Beleuchtungseinheit angegeben. Hierbei handelt es sich beispielsweise um einen Füllstandradar.
Weiterhin ist die Verwendung einer oben beschriebenen Beleuchtungseinheit für ein Füllstandmessgerät oder für ein Druckmessgerät angegeben.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zum Beleuchten eines Feldgerätedisplaymoduls angegeben, wobei Lumineszenzlicht durch ein Beleuchtungselement erzeugt wird und das Feldgerätedisplaymodul mit dem Lumineszenzlicht beleuchtet wird.
Eine externe Energieversorgung mit elektrischer Energie ist hierfür nicht erforderlich.
Gemäß einem weiteren Ausfuhrungsbeispiel der vorliegenden Erfindung gilt das Verfahren der Bereitstellung einer Hintergrundbeleuchtung für das Feldgerätedisplaymodul.
Das Lumineszenzlicht wird hierbei durch einen chemolumineszenten Prozess oder durch die Reaktion einer ionisierenden Strahlung mit einer Phosphoreszenzschicht erzeugt. Natürlich ist es auch möglich, beide Verfahren miteinander zu kombinieren, so dass sowohl Chemolumineszenzlicht als auch Phosphoreszenzlicht erzeugt werden kann. Ist etwa die Helligkeit des Phosphoreszenzlichtes ungenügend, kann der chemolumineszente Prozess zugeschaltet werden.
Auch kann das Lumineszenzlicht auf andere Arten erzeugt werden, wie etwa durch die Einwirkung von Hitze (Thermolumineszenz). Auch kann das Lumineszenzlicht durch die Einwirkung von Ultraschallwellen auf eine entsprechende Flüssigkeit erzeugt werden (Sonolumineszenz).
Weitere Ausführungsbeispiele und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Im Folgenden werden mit Verweis auf die Figuren bevorzugte Ausfuhrungsbeispiele der vorliegenden Erfindung beschrieben.
Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung einer Beleuchtungseinheit gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Fig. 2 zeigt eine schematische Darstellung einer Beleuchtungseinheit gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
Fig. 3 zeigt eine schematische Darstellung einer Beleuchtungseinheit gemäß einem weiteren Ausfuhrungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
Fig. 4 zeigt eine schematische Darstellung einer Steuerung zum Mischen der chemischen Substanzen für die Erzeugung von Lumineszenzlicht gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
Fig. 5 zeigt eine schematische Darstellung eines Füllstandradars gemäß einem Ausfuhrungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
Fig. 6 zeigt ein Flussdiagramm eines Verfahrens gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
Die Darstellungen in den Figuren sind schematisch und nicht maßstäblich.
In der folgenden Figurenbeschreibung werden für die gleichen oder ähnlichen Elemente die gleichen Bezugsziffern verwendet.
Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung einer Beleuchtungseinheit gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Die Beleuchtungseinheit umfasst ein Gehäuse 101, in welchem der chemolumineszente Prozess abläuft. Auf der Rückseite des Gehäuses 101 ist ein Reflektor 105 angebracht, welcher Lumineszenzlicht, welches nicht in Richtung Display 102 abgestrahlt wird, zum Display hin reflektiert. Der Reflektor 105 kann auch als Absorber ausgeführt sein, so dass Streulicht absorbiert wird. Statt einem Reflektor 105 (oder auch zusätzlich dazu) kann ein Heizelement, zum Beispiel in Form einer Heizfolie vorgesehen sein, um das Display 102 und das Beleuchtungselement 101 vor Vereisung zu schützen oder gar auch Betriebstemperatur zu bringen.
Das Beleuchtungselement 101 ist als Hintergrundbeleuchtung an der Rückseite des Displays 102 angebracht. Beispielsweise kann das Beleuchtungselement 101 mit dem Display verklebt sein. Hierfür kann eine Klebeschicht auf dem Beleuchtungselement 101 vorgesehen sein. Es sind aber auch andere Befestigungen möglich, wie beispielsweise Verschraubungen, eine Verklemmung oder eine clipartige Anbringung.
Fig. 2 zeigt eine schematische Darstellung einer Beleuchtungseinheit gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Das Beleuchtungselement 101 ist hier als Glaskörper ausgeführt, in welchen ein radioaktives Material, wie z. B. Tritium, eingebracht ist (z.B. in Form von Glaskapseln).
Radioaktive Prozesse wurden bisher zur Beleuchtung von Armbanduhren oder Weckern verwendet. Das radioaktive Material ist hierbei zusammen mit einer entsprechenden Phosphoreszenzschicht auf den Zahlen und Zeigern angebracht.
Bei Tritium handelt es sich um ein schwach radioaktives Leuchtmittel, welches unter anderem auch für Ziffern und Zeiger verwendet werden kann. Tritium ist ein Isotop des Wasserstoffs, also ein leichtflüchtiges Gas. Es ist schwach radioaktiv mit einer Halbwertszeit von 12,3 Jahren. Leuchtfarbe, die durch Tritium angeregt wird, benötigt keine "Aufladung" durch äußeres Licht. Das flüchtige Gas wird als tritierter Kunststoff (Polymer) gebunden und regt mit seiner Elektronen-Strahlung ein passives Leuchtmittel (z. B. Zinksulfid) zur Emission von sichtbarem Licht an. Das Tritium(oder ein anderes geeignetes radioaktives Material) kann in einer Borosit Glaskapsel oder dergleichen fest eingebettet sein. Innerhalb von ca. 12 Jahren reduziert sich die Anzahl der Tritium Atome durch den natürlichen Zerfall um etwa 75%. Das menschliche Auge empfindet diesen Wert allerdings noch als halb so hell wie die volle Leistung.
Die unter Hochdruck luftdicht verschlossenen, winzigen Leuchtkörperchen sind resistent gegen Wasser, Öl und die meisten korrodierenden Materialien. Auch extreme Temperaturen (- 170° Celsius bis +400° Celsius) und Temperaturschocks sind für das Tritium-Gaslichtquellen-Beleuchtungssystem kein Problem.
Das radioaktive Material schickt radioaktive Strahlung (z.B. in Form von Beta- Teilchen) aus. Diese Strahlung trifft auf eine auf den Glaskörper 101 aufgebrachte Phosphoreszenzschicht 106 und regt diese zum Leuchten an. Bei dem imitierten Lumineszenzlicht handelt es sich um eine Art Kaltlichtstrahlung. Mit dem Material Tritium leuchtet diese Schicht mindestens zehn Jahre, ohne dass eine weitere Energieversorgung erforderlich ist.
Weiterhin ist eine Abschirmung 105 vorgesehen, welche den Glaskörper 101 auf sämtlichen Seiten, außer auf der dem Display 102 zugewandten Seite, umgibt. Diese Abschirmung 105 kann direkt am Glaskörper 101 angebracht sein, so dass aus der Gesamtmoduldisplay-Beleuchtungseinheit 102, 101 insgesamt keine oder nur in sehr geringer Menge Radioaktivität austritt.
Fig. 3 zeigt eine schematische Darstellung einer an einem Feldgerätedisplaymodul 102 angebrachten Beleuchtungseinheit gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Bei dem Beleuchtungselement 101 handelt es sich um ein Chemolumineszenzelement (wie auch in Fig. 1). Das Beleuchtungselement 101 weist hierbei zwei Vorratskammern 107, 108 auf, welche Oxidationsmittel bzw. Farbstoff an eine Mischkammer 109 abgeben können. Beispielsweise ist die Mischkammer zwischen den beiden Vorratskammern 107, 108 angeordnet. Es sind aber auch andere Anordnungen möglich. Zwischen den Vorratskammern 107, 108 und der Mischkammer 109 sind Abtrennungen 110, 1 11 vorhanden, welche bei Bedarf geöffnet werden können. Beispielsweise sind in die Abtrennungen 110, 111 steuerbare Öffnungen oder Pumpen eingebaut, welche die Abgaberate der entsprechenden Chemikalien von den Vorratskammern in die Mischkammer steuern können.
Somit kann die Lichtintensität und die Dauer der Lumineszenzlichterzeugung geregelt werden.
Durch diesen chemischen Prozess wird Lumineszenzlicht erzeugt und das Display 102 zum Leuchten gebracht. Durch die Wahl geeigneter Chemikalien oder durch entsprechende Steuerung der Mischrate kann die Lebensdauer der Beleuchtungseinheit so stark verlängert werden, dass ein Austauschen nicht erforderlich ist.
Fig. 4 zeigt eine schematische Darstellung einer Steuerung zum Einstellen der Mischrate zwischen Oxidationsmittel und Farbstoff. In die Trennwände 110, 111 sind Pumpen 112, 116, 119 und Ventile oder Klappen 113, 117, 1 18 eingebaut, welche über eine elektronische Steuereinheit 114 gesteuert oder geregelt werden können. Bei den Pumpen und Klappen/Ventile 112, 116, 119, 1 13, 117, 118 handelt es sich beispielsweise um mikromechanische Pumpen und Klappen/Ventile, welche auf einen Chip integrierbar sind.
An die Steuereinheit 114 kann weiterhin ein Lichtsensor (nicht dargestellt in Fig. 4) oder weitere Sensorik, wie beispielsweise ein Zeitmesser, angeschlossen sein. Somit kann die Mischrate je nach Tageszeit bzw. je nach äußeren Lichtverhältnisses eingestellt werden. Weiterhin ist an die Steuereinheit 114 ein Computer 115 angeschlossen, welcher ein entsprechendes Mischprogramm steuert. Das auf dem Computer 115 ablaufende Steuerprogramm kann vom Benutzer je nach Anforderung entsprechend programmiert werden.
Fig. 5 zeigt eine schematische Darstellung eines Füllstandradars gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
Das Füllstandradar 500 weist hierbei ein Gehäuse 501 und eine Antenne 502 auf. Das Gehäuse 501 dient der Aufnahme der Sende-/Empfangselektronik und des Displays 102 mit der Beleuchtungseinheit. Hierfür ist in dem Gehäuse 501 ein entsprechender Hohlraum vorgesehen.
Die Antenne 502 dient dem Aussenden eines Sendesignals 504, welches an der Füllstandoberfläche 503 reflektiert wird und als Empfangssignal 505 von der Antenne empfangen wird.
Fig. 6 zeigt ein Flussdiagramm eines Verfahrens gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. In einem ersten Schritt wird Lumineszenzlicht durch ein Beleuchtungselement erzeugt. Zur Erzeugung des Lumineszenzlichtes läuft beispielsweise eine chemolumineszente Reaktion innerhalb der Beleuchtungseinheit ab. Alternativ oder zusätzlich hierzu kann in der Beleuchtungseinheit ionisierende Strahlung erzeugt werden, welche eine phosphoreszierende Schicht anregt, so dass diese dann Lumineszenzlicht in Form von Phosporeszenzlicht ausstrahlt. In einem zweiten Schritt wird das Feldgerätedisplaymodul mit dem Lumineszenzlicht, beispielsweise von hinten als Hintergrundbeleuchtung, beleuchtet.
Ergänzend ist darauf hinzuweisen, dass „umfassend" keine anderen Elemente oder Schritte ausschließt und „eine" oder „ein" keine Vielzahl ausschließt. Femer sei daraufhingewiesen, dass Merkmale oder Schritte, die mit Verweis auf eines der obigen Ausführungsbeispiele beschrieben worden sind, auch in Kombination mit anderen Merkmalen oder Schritten anderer oben beschriebener Ausführungsbeispiele verwendet werden können. Bezugszeichen in den Ansprüchen sind nicht als Einschränkung anzusehen.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e
1. Beleuchtungseinheit für ein Feldgerätedisplaymodul (102), die Beleuchtungseinheit umfassend: ein Beleuchtungselement (101) zum Erzeugen von Lumineszenzlicht; wobei das Lumineszenzlicht zur Beleuchtung des Feldgerätedisplaymoduls (102) ausgeführt ist.
2. Beleuchtungseinheit nach Anspruch 1, wobei die Beleuchtungseinheit zur Bereitstellung einer
Hintergrundbeleuchtung für das Feldgerätedisplaymodul (102) ausgeführt ist.
3. Beleuchtungseinheit nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Beleuchtungselement (101) ein Chemolumineszenzelement zum Ausführen eines chemolumineszenten Prozesses zum Erzeugen des Lumineszenzlichts aufweist.
4. Beleuchtungseinheit nach Anspruch 3, wobei das Chemolumineszenzelement ein Oxidationsmittel und einen Farbstoff aufweist, welche bei Bedarf zum Erzeugen des Lumineszenzlichtes mischbar sind.
5. Beleuchtungseinheit nach Anspruch 3 oder 4, weiterhin umfassend: eine erste Vorratskammer (107); eine zweite Vorratskammer (108); eine Mischkammer (109); wobei das Oxidationsmittel in der ersten Vorratskammer (107) und der Farbstoff in der zweiten Vorratskammer (108) angeordnet sind und bei Bedarf schrittweise in die Mischkammer (109) einleitbar sind, wo sie dann miteinander zum Erzeugen des Lumineszenzlichts reagieren.
6. Beleuchtungseinheit nach einem der Ansprüche 3 bis 5, weiterhin umfassend: eine Steuereinheit (114) zum Steuern einer Mischrate zwischen Oxidationsmittel und Farbstoff.
7. Beleuchtungseinheit nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Beleuchtungselement (101) ein nachleuchtendes Material aufweist.
8. Beleuchtungseinheit nach Anspruch 7, wobei das Beleuchtungselement (101) ein radioaktives Material umfasst, welches zum Erzeugen einer ionisierenden Strahlung ausgeführt ist.
9. Beleuchtungseinheit nach Anspruch 7 oder 8, wobei das Beleuchtungselement (101) eine Phosphoreszenzschicht (106) aufweist, welche durch die ionisierende Strahlung anregbar ist, so dass Lumineszenzlicht in Form von Phosphoreszenzlicht entsteht.
10. Beleuchtungseinheit nach Anspruch 8 oder 9, wobei das radioaktive Material einen ß-Strahler umfasst.
11. Beleuchtungseinheit nach einem der Ansprüche 8 bis 10, wobei das radioaktive Material Tritium umfasst.
12. Beleuchtungseinheit nach einem der Ansprüche 8 bis 1 1, weiterhin umfassend: eine Abschirmung (105) zum Absorbieren ionisierender Strahlung, welche nicht in Richtung Phosphoreszenzschicht (106) abgestrahlt wird.
13. Beleuchtungseinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, weiterhin umfassend: eine Abschirmung (105) zum Abschirmen von Lumineszenzlicht, welches nicht in Richtung Feldgerätedisplaymodul (102) abgestrahlt wird.
14. Beleuchtungseinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, weiterhin umfassend: eine Klebefläche zum Befestigen des Beleuchtungselements (101) an dem
Feldgerätedisplaymodul (102).
15. Beleuchtungseinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Beleuchtungseinheit an die Form des Feldgerätedisplaymoduls (102) angepasst ist.
16. Beleuchtungseinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, weiterhin umfassend: ein Feldgerätegehäuse (501); wobei das Feldgerätegehäuse (501) einen Hohlraum aufweist; wobei das Beleuchtungselement derart eingerichtet ist, dass es in den Hohlraum integrierbar ist.
17. Beleuchtungseinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, eingerichtet zum Betrieb mit einem Feldgerät ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus einem
Füllstandradar, einem TDR-Füllstandmesser, einem Ultraschall-Füllstandmesser, einem Kapazitiv-Feldgerät, einem Druckmessgerät und einem Grenzstand-Feldgerät.
18. Füllstand- oder Druckmessgerät (500) mit einer Beleuchtungseinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 17.
19. Verwendung einer Beleuchtungseinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 16 für ein Füllstandmessgerät oder für ein Druckmessgerät.
20. Verfahren zum Beleuchten eines Feldgerätedisplaymoduls (102), das Verfahren umfassend die Schritte:
Erzeugen von Lumineszenzlicht durch ein Beleuchtungselement (101);
Beleuchten des Feldgerätedisplaymoduls (102) mit dem Lumineszenzlicht.
21. Verfahren nach Anspruch 20, wobei die Beleuchtungseinheit zur Bereitstellung einer Hintergrundbeleuchtung für das Feldgerätedisplaymodul (102) ausgeführt ist.
22. Verfahren nach Anspruch 20 oder 21, wobei das Lumineszenzlicht durch ein Chemolumineszenzelement zum
Ausführen eines chemolumineszenten Prozesses erzeugt wird.
23. Verfahren nach Anspruch 20 oder 21, wobei das Lumineszenzlicht durch eine ionisierende Strahlung eines radioaktiven Materials erzeugt wird, durch welche eine Phosphoreszenzschicht (106) angeregt wird, so dass Lumineszenzlicht in Form von Phosphoreszenzlicht entsteht.
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